油田罐车智能测液面感应装置的研制与应用

摘要：本文深入探讨了油田修井作业在洗井施工过程中智能测液面技术的发展现状及其未来趋势。在油田井下作业过程中，洗井是必不可少的一项重要工序，当井内原油被循环清洗出来时，为了便于回收直接将水龙带与罐车连接，将井内洗出的原油排入罐车内，这种方法非常简单，同时在使用中也存在着一定的安全隐患，为了消除在洗井施工中各项不利因素，利用技术手段对罐车内液体进行检测，做到安全、实用，有利于现场施工，改善操作人员的施工条件。本文的研究成果为智能观测液面的研发与推广提供了有益的参考。

关键词：智能测液面；安全；应用现状；发展趋势

引言

在油田的生产过程中，修井作业洗井施工占据着举足轻重的地位，其执行效率与成效直接关联着油田的整体作业效能。在洗井施工过程中，可以把井内原油循环清洗出来，达到安全、环保施工，为了便于回收现阶段采用直接将水龙带与罐车连接的方法，将井内洗出的原油排入罐车内，这种方法可以非常直接简单的达到回收油污的作用，但是它受限于技术瓶颈，普遍依赖与人工登高观测罐车内液面高度，这不仅导致了大量的人力资源消耗和繁重的体力劳动，还因效率低下而难以显著提升油田企业的经济收益。随着自动化技术的迅猛发展与普及，针对油田修井作业的特定需求，市场上应运而生了一系列先进的自动化装置。这些装置凭借其卓越的功能设计，成功打破了传统作业模式的局限性，极大地促进了修井作业效率与质量的双重提升。展望未来，随着油田行业的持续进步，修井作业中的自动化技术展现出无比广阔的发展潜力和应用前景，有望成为推动行业转型升级的重要驱动力。

传统洗井方式

1、目前油田修井作业洗井模式下存在的问题分析

目前油田修井作业洗井施工时，为了便于观测罐车内液面高度，需要一名施工人员系安全带爬到罐车顶部，将罐车盖板掀开，用肉眼观测罐车内部液面的高度，再将液面情况汇报给带班干部，为了使施工更加安全，克服现场存在的这种不利现状，就应该有一种既能满足施工要求，又能保证施工人员避免登高作业的新型智能检测液面的方式来替代目前的登高检测。然而，这种人工作业模式在修井作业中暴露出几个显著问题：

1.1职工劳动强度大

即便是进行小规模的洗井工序，工作人员也需承受巨大的工作压力。操作人员需要系安全带反复爬罐车，观测液面高度，这种观测方式工作量大且操作复杂，对体力要求极高。

1.2用工总量多

由于这种检测方式大部分环节都依赖人工完成，导致人力资源投入巨大。根据经验，即便是普通洗井作业，检测液面时需要操作人员反复检测3-4次，这不仅增加了管理难度，也推高了人工成本。

1.3安全风险高

修井作业本身就是一个高风险的工作领域，操作不当极易引发安全事故。在人工观测模式下，人的失误成为导致安全问题的主要因素之一。例如，登高人员出现跌滑等安全问题往往与人员操作不当直接相关，给作业现场带来了极大的安全隐患。

2、国内外自动检测技术应用现状研究

在传统洗井检测作业过程中，施工人员爬罐车等关键操作占据了大部分作业时间，且这些环节高度依赖人工辅助，极大地限制了修井作业的效率。因此，国内外检测液面技术的发展重点聚焦于液面系统的自动化升级[1]。

早在20世纪中叶，智能检测装置广泛应用于环境检测、工业检测、医疗检测等，通过智能化检测设备达到实时监控，提高生产效率和设备质量。随着技术的发展，智能化检测应用前景不断扩大，其在提高社会生产力，改善施工人员劳动强度起到至关重要作用。尽管国外在自动化检测装置方面取得了诸多进展，但如洗井检测装置尚未实现规模性应用。

2.1近年来，国内企业在自动化检测方面取得了显著进展，特别液面检测方面。多家企业将自动检测应用与现场，如采油加药剂测量、油井动液面实时检测、新型施工图测试仪等，提高工作效率、减少人工成本、降低错误率、提高安全性、节约能源、方便管理。

2.2目前测液面主要使用液位传感器，它是一种用于测量容器中液体或流体液位高度的设备。它们能够测量水箱中的水位、储罐中的油或燃料，或化工容器中的液体水平。测量方法种类繁多，主要分为：光学液位感应器、震动液位感应器、超声波液位感应器、雷达液位感应器及电容液位感应器等，这些传感器有多种类型，可以通过不同的方式来测量液体的液位。他们既可以用来监控系统中的液位变化，也可以在液位过高或过低时触发报警或自动关闭阀门。

2.3关于智能测液面感应器，可广泛用于水、油、液压液体和化学品的罐体液位检测。它无需连接电源，直接指示，成本相对较低，提供多种输出选项，因其安全环保、节能高效的特点而备受关注，尽管早期受制于制造技术，但近年来已有成功样机问世。

传统的观测液面的方式复杂且费时，而且这些环节高度依赖人工辅助，极大地限制了修井作业的效率。根据此情况，查阅了国内外石油行业大量的专业技术资料，未发现可以直接使用和借鉴的此类调节装置，结合现场实际，本着安全可靠、小型化、现场实用性强等原则，在传统修井作业中，我们将智能检测装置应用于罐车测液面的装置中。

3、自动检测技术研究与应用

3.1 强化经济、环保与节能性

鉴于国家对节能减排政策的日益重视，以及国际油价波动带来的经济挑战，修井的方式设计正逐步转向采用更为环保和节能的动力系统。该智能检测装置依靠其显著的节能效果和较低的污染排放，成为了当前研发的重点方向。

3.2 推进自动化、智能化发展

为了更准确的感应罐车内液面的高度，罐车智能液面感应器装有机械感应与电子感应“双保险”装置，安装在罐车顶部以下20cm处，当罐车内液体没过感应装置，电子感应装置灯亮同时机械感应器发出报警，水泥车停泵。这种检测方式避免作业人员登高观测液面引发的问题。杜绝作业人员登高施工，消除安全隐患，加快作业进度，减轻作业人员的劳动强度。这一过程中，智能检测技术的运用促进了各部位信息的整合与共享，推动了智能化操作，不仅提高了作业效率，还显著降低了成本。同时，该检测装置的设计与应用，进一步提升了检测的安全与便捷性。

3.3 检测装置应用与技术革新

对于修井作业而言，随着自动化技术的不断成熟，结合现场实际情况，设计该智能检测装置包括：本体、连接螺栓、排气孔、传感器、指示面板等组成，其中连接螺栓与罐车顶部相固定，可旋转，不影响罐车从顶部加水,传感器下深至罐车内20cm处，起感应液面作用。考虑到工具的使用寿命问题，选择不锈钢材质，具有耐腐蚀、耐磨损、强度高、卫生安全等特点。

未来修井作业有望实现井口无人化操作和全面智能化作业。同时检测装置也将实现无人化智能检测施工，全面实现智能检测代替人工检测方式。这一趋势不仅将极大提升作业的安全性和效率，还将进一步推动修井行业的转型升级。

4、结语

在当前油田行业的快速发展中，修井作业面临着更高的工作标准与要求。为应对这一挑战，各油田企业需紧密结合自身的技术实力与发展水平，积极引入并加大自动化技术在修井作业中的应用力度。同时对施工作业辅助工具也作出了更高的要求，它既能准确的测出罐车内液面的高度，使用方便，杜绝作业人员登高施工，消除安全隐患，又可以改善作业现场的施工条件，具有明显的社会效益。通过这一转型，不仅能够有效提升修井作业的效率与精确度，还能降低人力成本，增强作业安全性，从而全面推动修井作业施工智能化的提升。

参考文献

[1] 张超油田修井作业自动化装置的应用探讨[J].中国化工贸易,2019,11(10):131.

[2]张爱华.油田修井作业自动化装置的应用之研究[J].化学工程与装备,2018(12):63-65.

[3]吴奇.井下作业工程师手册石油工业出版社2012.11